春秋、战国时，今攸县境域属楚黔中郡地。秦（公元前250）设阴山县，管辖范围是现在攸县的西乡、南乡以及安仁、衡东的部分地区；据《攸县志》(1871-1949)记载，其县治大约在现攸县鸭塘铺乡的阴山港村。
西汉高祖五年（公元前202年）置攸县；攸水在东。据《水经注》：“县北带攸溪，盖即溪以名县也。”攸县之名始见于史籍，其管辖范围是现在的东乡、北乡以及银坑、凉江、莲塘坳、网岭、大同桥一带，县城大约在罗家坪或酒埠江某地。攸县、容陵均属长沙国。阴山县属桂阳郡。东汉，攸县、容陵均属荆州长沙郡；长沙郡辖攸十一县。建安十三年（208），刘备攻取长沙、桂阳、零陵三郡。攸县、容陵县属刘备管辖。建安二十年（215），吴孙权攻取长沙、桂阳、零陵三郡，攸县、容陵皆属吴，吴将容陵县改名阴山县。
三国吴黄武年间（222－229），改容陵县为阴山县，属湘东郡。攸县仍属长沙国。吴太平三年（258），分长沙东部为都尉湘东郡（郡治在今衡阴），西部为衡阳郡。阴山改属湘东郡，攸隶湘东。晋太康元年（280），破吴，置长沙郡，属荆州，领攸、蒲圻十县。南北朝时期：齐代，攸县、阴山县均属湘东郡。梁天监年间（502～519），阴山县分其地予湘潭县，大概只保留现攸县的西乡和南乡一带地方。梁代（531～555）始迁县治于攸江之上；此为老县治之所在，即今网岭镇罗家坪村。陈代辛巳年（561）改攸县曰攸水县，隶湘州。
宋代攸县属潭州长沙郡。至道三年（997），潭州属荆湖南路，领长沙、攸、醴十一县。元元贞元年（1295），攸县户口增至一万户，升为攸州，属湖广行省天临路。明洪武二年（1369），改攸州为攸县，属长沙府。清代攸县属长沙府。康熙二十六年（1687），原茶陵卫在攸县境内的屯田，划归攸县征赋。雍正十一年（1733），湖南巡抚提请将攸县与茶陵分管的马鞍山至小集一带的茶陵卫屯田地区划归攸县管辖。
民国元年（1912）废除知县公署，成立攸县行政厅。不久，改称为知事公署。民国3年（1914），废府设道，攸县属湘江道。民国11年（1922）废道，县直接属省。民国27年（1938），省、县之间设“行政督察区”，攸县属湖南省第二行政督察区，专员公署设衡阳，后迁耒阳。同年8月，废区扩乡，整顿保甲。撤销7个区，将30个乡合并为22乡、镇；5百多个保并为247保，保下设甲。
民国30年（1941），湖南省调整各县插花飞地。攸县将菜花坪乡的黄皮洲及渌田乡丫尖下街划归茶陵；茶陵将大洲及渌田街的肖家土坪、花明楼一带划归攸县；攸县将渌田乡的东冲划归安仁。民国33年（1944）6月22日，日本侵略军侵入明白乡。23日，县政府撤离县城。7月初，县政府迁鸾山高山岭，后又迁高楼、官田，并设路西（攸醴公路以西）、米南（米水以南）两个办事处。民国34年（1945）9月，县政府迁回县城，改梅城镇为中兴镇。
1949年8月14日，攸县解放。9月7日，攸县人民政府、中共攸县县委成立。9月，撤销原12乡镇，划为6个行政区，区以下沿用旧保甲编制，计157保。中华人民共和国成立后，攸县属衡阳专区；1952年改属湘潭专区（后改称湘潭地区）。1983年7月，实行市管县的新体制，攸县改属株洲市。
1996年9月，大同桥乡撤乡设镇。1997年，上云桥乡、菜花坪乡撤乡设镇。1998年，石羊塘乡、高枧乡、市上坪乡、高枧乡、钟佳桥乡撤乡设镇。至此，攸县辖18个镇、12个乡。
2000年第五次人口普查，攸县常住总人口679839人，其中（17镇13乡），城关镇63512人、黄丰桥镇16176人、酒埠江镇27552人、桃水镇29308人、峦山镇18770人、皇图岭镇31268人、网岭镇37758人、新市镇28194人、丫江桥镇23336人、渌田镇35569人、柏市镇11726人、大同桥镇25393人、上云桥镇22606人、菜花坪镇27188人、市上坪镇14884人、石羊塘镇30912人、高枧镇16523人、漕泊乡6163人、兰村乡6461人、银坑乡11792人、钟佳桥乡12661人、湖南坳乡23977人、坪阳庙乡22172人、大桥乡12987人、贾山乡22530人、沙陵陂乡12238人、凉江乡11890人、莲塘坳乡25580人、高和乡22304人、鸭塘铺乡28409人。
